编号_3102206012
塔里木大学
课 程 设 计
课 题 名 称
学 院 机械电气化学院 专 业 数控技术 班 级 数控技术09班 学 号 3102206012 姓 名 郜宁 指导教师 张宏
前言
本课题来自于实践，夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。而使用了分度钻的好处在于， 可采用多工位加工，能使加工工序集中，从而减轻工人的劳动强度和提高生产率。
使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样，不仅是一个技术问题，而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的夹具获得最佳的经济效果。
对设计夹具进行经济技术分析时，应从精度设计和结构设计两方面考虑。 精度设计技术分析：一般来说，夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨损。当然精度裕度越大，加工工件的质量越稳定，夹具的易损件的使用寿命也越长。但从另一方面看，精度裕度越大，必须要求夹具的制造精度越高，从而会急剧增加夹具的制造成本，工件的加工成本也随之增加；反之，夹具制造的精度越小，将会使夹具在夹具中易损件〔主要是定位、导向元件〕需频繁地更换，维修周期短，增加维修费用，从而增加了工件的加工成本。所以夹具精度的设计准则是：应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。但多大的 经济裕度才算合适呢？从原则上讲对加工精度要求高的工件，夹具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即减小夹具的经济裕度。这虽然会使易损件使用期限缩短，更换频繁，但仍比提高夹具的制造精度经济、合理。对加工精度要求不高的工件，夹具的设计精度要求应以夹具制造车间的平均经济精度为下限而不必过低。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
一、 零件功能与结构分析
轴承座主要用于各种承载机构中，通过轴承座安装轴承来实现支撑。零件上方的φ30轴承孔与轴承相连，而上面和侧面则是用于与其它零件的装配。生产时毛坯可以为铸件。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1. 轴承孔内孔φ62.5，两轴承孔中心线平行度误差为0.03mm。
定位销孔轴承座主要用于各种承载机构中，通过轴承座安装轴承来实现支撑。零件上方的φ62.5轴承孔与轴承相连，而上面和侧面则是用于与其它零件的装配。生产时毛坯可以为铸件。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。
2. 轴承座上面和轴承孔中心线的同轴度误差为0.01mm，平面度误差为0.008mm。 3. 左右两端面的平行度误差为0.03mm，且垂直度误差为0.03mm
由上面分析可知，可以粗加工轴承座的两侧面，然后以此作为精基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、工艺分析
1.确定生产类型
已知此轴承座零件的生产纲领为10000件/年，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该轴承座生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中 ；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.确定毛坯类型
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械加工工艺手册》选用铸件尺寸公差等级IT11级。
3.确定毛坯的加工余量
根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》选用加工余量为MA-G级，并查表确定各个
4.绘制铸件零件图（见附图）
三、工艺路线的确定
1. 选择定位基准：
（1） 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以轴承孔外圆表面为辅助粗基准。
（2） 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以轴承孔，定位销孔为辅助的定位精基准。 2. 制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降. 查《机
3.选择加工设备和工艺设备 （1）.机床的选择：
工序04、08均为铣平面，可采用X5032立式铣床。 工序10采用钻床。 工序09车床
工序05采用刨床。
（2）.选择夹具：该轴承座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 （3）.选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用高速钢铣刀。
四、机械加工工序设计
1.确定切削用量及时间定额
4.工序031，032 以下端面为粗基准，粗铣底面 2. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣下端面。 机床：X5032立式铣床。
刀具：高速钢莫氏锥柄立铣刀。 （三）工序钻孔并沉孔
钻φ12 和φ16的孔，通孔，精度H7，机床-E3040 x 16摇臂钻。 1. 选择钻头
根据GB-1435-85,选择直柄短麻花钻钻头， do=6mm. 2钻头磨钝标准及寿命
后刀面最大磨损限度（查《工艺手册》）为0.5～０.８mm，寿命T 35min．
五、夹具设计
（一）为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 (二)夹具设计 1定位基准选择
根据工序加工要求，工件在夹具中的定位方案如下： 如图所示：要夹住的工件主要尺寸。 2切削力及夹紧力计算
由于实际加工的经验可知,立铣刀铣削时的主要切削力为铣刀的切削方向,即平行于第一定位基准面,在前后两端面需要采用挡块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算.
3.加紧装配图及其零件图
装配图
1-夹具体 2-螺杆 3-框架 4-螺杆头5-压板 6-U形支撑板 7-螺钉 8-蝴蝶螺母 9-螺母
压板
压板起加紧作用。当工件定位好之后，拧紧压板上方的螺母，从而加紧工件。
U形支撑板
U形支撑板起定位作用，其限制三个自由度：Z轴的平动，X和Y轴的转动。
总 结
此次夹具设计夹具设计工科类学生必需掌握的教学内容，在老师和同学们的共同帮助下已取得了初步的结果，从整体上看，夹具设计是锻炼我们理工类学生的一种思维能力和实践能力，虽然我们的能力有限，但是通过初步的尝试，我们已经能基本符合我们这个专业的理论和实践。
数控加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如，航天航空，汽车，摩托车，模具，精密机械，家用电器等方面有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段，拌随着全球制造业向我国逐渐转移的发展趋势，对数控加工的要求必将呈现出高速持续的增长，人才市场急需一批既懂得数控加工相关技术，有熟悉ＣＡＤ／ＣＡＭ软件编程的人才。
通过这次夹具设计，我们感受到了对专业知识的缺乏和不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，感谢学校给我们这次难得的学习机会。
编号_3102206012
塔里木大学
课 程 设 计
课 题 名 称
学 院 机械电气化学院 专 业 数控技术 班 级 数控技术09班 学 号 3102206012 姓 名 郜宁 指导教师 张宏
前言
本课题来自于实践，夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。而使用了分度钻的好处在于， 可采用多工位加工，能使加工工序集中，从而减轻工人的劳动强度和提高生产率。
使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样，不仅是一个技术问题，而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的夹具获得最佳的经济效果。
对设计夹具进行经济技术分析时，应从精度设计和结构设计两方面考虑。 精度设计技术分析：一般来说，夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨损。当然精度裕度越大，加工工件的质量越稳定，夹具的易损件的使用寿命也越长。但从另一方面看，精度裕度越大，必须要求夹具的制造精度越高，从而会急剧增加夹具的制造成本，工件的加工成本也随之增加；反之，夹具制造的精度越小，将会使夹具在夹具中易损件〔主要是定位、导向元件〕需频繁地更换，维修周期短，增加维修费用，从而增加了工件的加工成本。所以夹具精度的设计准则是：应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。但多大的 经济裕度才算合适呢？从原则上讲对加工精度要求高的工件，夹具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即减小夹具的经济裕度。这虽然会使易损件使用期限缩短，更换频繁，但仍比提高夹具的制造精度经济、合理。对加工精度要求不高的工件，夹具的设计精度要求应以夹具制造车间的平均经济精度为下限而不必过低。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
一、 零件功能与结构分析
轴承座主要用于各种承载机构中，通过轴承座安装轴承来实现支撑。零件上方的φ30轴承孔与轴承相连，而上面和侧面则是用于与其它零件的装配。生产时毛坯可以为铸件。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1. 轴承孔内孔φ62.5，两轴承孔中心线平行度误差为0.03mm。
定位销孔轴承座主要用于各种承载机构中，通过轴承座安装轴承来实现支撑。零件上方的φ62.5轴承孔与轴承相连，而上面和侧面则是用于与其它零件的装配。生产时毛坯可以为铸件。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。
2. 轴承座上面和轴承孔中心线的同轴度误差为0.01mm，平面度误差为0.008mm。 3. 左右两端面的平行度误差为0.03mm，且垂直度误差为0.03mm
由上面分析可知，可以粗加工轴承座的两侧面，然后以此作为精基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此轴承座零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、工艺分析
1.确定生产类型
已知此轴承座零件的生产纲领为10000件/年，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该轴承座生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中 ；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.确定毛坯类型
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械加工工艺手册》选用铸件尺寸公差等级IT11级。
3.确定毛坯的加工余量
根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》选用加工余量为MA-G级，并查表确定各个
4.绘制铸件零件图（见附图）
三、工艺路线的确定
1. 选择定位基准：
（1） 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以轴承孔外圆表面为辅助粗基准。
（2） 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以轴承孔，定位销孔为辅助的定位精基准。 2. 制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降. 查《机
3.选择加工设备和工艺设备 （1）.机床的选择：
工序04、08均为铣平面，可采用X5032立式铣床。 工序10采用钻床。 工序09车床
工序05采用刨床。
（2）.选择夹具：该轴承座的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 （3）.选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用高速钢铣刀。
四、机械加工工序设计
1.确定切削用量及时间定额
4.工序031，032 以下端面为粗基准，粗铣底面 2. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣下端面。 机床：X5032立式铣床。
刀具：高速钢莫氏锥柄立铣刀。 （三）工序钻孔并沉孔
钻φ12 和φ16的孔，通孔，精度H7，机床-E3040 x 16摇臂钻。 1. 选择钻头
根据GB-1435-85,选择直柄短麻花钻钻头， do=6mm. 2钻头磨钝标准及寿命
后刀面最大磨损限度（查《工艺手册》）为0.5～０.８mm，寿命T 35min．
五、夹具设计
（一）为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 (二)夹具设计 1定位基准选择
根据工序加工要求，工件在夹具中的定位方案如下： 如图所示：要夹住的工件主要尺寸。 2切削力及夹紧力计算
由于实际加工的经验可知,立铣刀铣削时的主要切削力为铣刀的切削方向,即平行于第一定位基准面,在前后两端面需要采用挡块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算.
3.加紧装配图及其零件图
装配图
1-夹具体 2-螺杆 3-框架 4-螺杆头5-压板 6-U形支撑板 7-螺钉 8-蝴蝶螺母 9-螺母
压板
压板起加紧作用。当工件定位好之后，拧紧压板上方的螺母，从而加紧工件。
U形支撑板
U形支撑板起定位作用，其限制三个自由度：Z轴的平动，X和Y轴的转动。
总 结
此次夹具设计夹具设计工科类学生必需掌握的教学内容，在老师和同学们的共同帮助下已取得了初步的结果，从整体上看，夹具设计是锻炼我们理工类学生的一种思维能力和实践能力，虽然我们的能力有限，但是通过初步的尝试，我们已经能基本符合我们这个专业的理论和实践。
数控加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如，航天航空，汽车，摩托车，模具，精密机械，家用电器等方面有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段，拌随着全球制造业向我国逐渐转移的发展趋势，对数控加工的要求必将呈现出高速持续的增长，人才市场急需一批既懂得数控加工相关技术，有熟悉ＣＡＤ／ＣＡＭ软件编程的人才。
通过这次夹具设计，我们感受到了对专业知识的缺乏和不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，感谢学校给我们这次难得的学习机会。